Оглавление
| ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЗДЕЛУ «ОХРАНА ТРУДА» ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ. | |
| ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ | |
| 1. РАСЧЁТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ПРИ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ |
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЗДЕЛУ «ОХРАНА ТРУДА» ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Вопросы безопасности труда в условиях современного производства должны решаться не только организационно-техническими мероприятиями, но также разработкой и внедрением инженерных коллективных средств по нормализации условий труда, связанных с производственной санитарией, ликвидации и предупреждению чрезвычайных ситуаций при нарушении техники безопасности и возникновении взрывной и пожарной опасности.
При выполнении раздела «Охрана труда» дипломного проекта
следует учитывать особенности производственной среды при различных видах деятельности и организационно-технические мероприятия, предусмотренные для современного производства с учётом выбранной темы по профилактике профессиональных заболеваний и несчастных случаев на производстве.
Раздел «Охрана труда» входит во все дипломные проекты, отражающие одно или несколько направлений:
– конструкторское;
– технологическое;
– исследовательское;
В дипломных проектах, в которых разрабатываются, изготовляются, испытываются или эксплуатируются узлы, блоки или в целом аппаратура, помимо расчётов по оценке воздействия вредных веществ, содержащихся в воздухе рабочей зоны, общего освещения, расчётов и оценке заземления расчётов пожарной и взрывной опасности, необходимо ещё привести инструкции по охране труда при эксплуатации разработанной аппаратуры.
В дипломных проектах технологического направления необходимо предусмотреть способы и средства индивидуальной защиты при работе с различными веществами и при различных внешних воздействиях, а также защиты окружающей среды от воздействия вредных факторов технологического процесса.
Дипломные проекты исследовательского направления могут содержать расчёты по оценке возможности использования фундамента промышленного здания в качестве заземления, расчет контурного защитного заземления в электроустановках, работающих при напряжении до 1000 В, расчёты оценки интегральной балльной тяжести труда.
При написании раздела «Охрана труда» следует обоснованно выбрать и разработать эффективные меры и средства, исключающие воздействия опасных и вредных факторов на человека при соблюдении требований технических регламентов, стандартов, норм и правил. Для этого дипломник совместно с преподавателем-консультантом выбирает два основных вредных фактора, параметры которых не соответствуют нормативным значениям. Необходимо предложить технические решения, уменьшающие воздействие вредных факторов на человека или исключающие их с приведением соответствующих расчетов. Объем этой части раздела, как правило, составляет 9–12 страниц.
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ,
СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Общие сведения
Наибольшее значение для нормализации условий труда имеет содержание опасных веществ, в производственной среде.
Для обеспечения жизнедеятельности человека необходима воздушная среда определённого качественного и количественного состава. Нормальный газовый состав воздуха следующий (об. %): азот – 78,02; кислород – 20,95; углекислый газ – 0,03; аргон, неон, криптон, ксенон, радон, озон, водород – суммарно до 0,94.
В реальном воздухе, кроме того, содержатся различные примеси (пыль, газы, пары), оказывающие вредное воздействие на организм человека.
Нормирование
Основной физической характеристикой примесей в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений является концентрация массы (мг) вещества в единице объёма (м3) воздуха при нормальных метеорологических условиях. От вида, концентрации примесей и длительности воздействия зависит их влияние на природные объекты.
Нормирование содержания вредных веществ (пыль, газы, пары и т. д.) в воздухе проводят по предельно допустимым концентрациям (ПДК).
Предельно допустимая концентрация – это максимальная концентрация вредных веществ в воздухе, отнесённая к определённому времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного воздействия (включая отдалённые последствия).
Содержание вредных веществ в атмосферном воздухе населённых мест нормируют по списку Минздрава № 3086–84 (1, 3), а для воздуха рабочей зоны производственных помещений – по ГОСТ 12.1.005–88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых пунктов нормируют по максимально разовой и среднесуточной концентрации примесей (табл. 1).
ПДКmax – основная характеристика опасности вредного вещества, которая установлена для предупреждения возникновения рефлекторных реакций человека (ощущение запаха, световая чувствительность и др.) при кратковременном воздействии (не более 30 мин).
ПДКсс – среднесуточная ПДК, установленная для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вредного вещества при воздействии более 30 мин.
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это такая концентрация, которая при ежедневном воздействии (но не более 41 часа
в неделю) в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследований, в период работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Таблица 1 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ
в воздухе, мг/ м3
| Вещество | В воздухе рабочей зоны | В воздухе населенных пунктов | Класс опасности | Особенности воздействия | |
| Максимальная разовая ≤30 мин | Среднесуточная; воздействие >30 мин | ||||
| Азота диоксид | 0,085 | 0,04 | О* | ||
| Азота оксиды | 0,6 | 0,06 | О | ||
| Азотная кислота | 0,4 | 0,15 | – | ||
| Акролеин | 0,2 | 0,03 | 0,03 | – | |
| Алюминия оксид | 0,2 | 0,04 | Ф | ||
| Аммиак | 0,2 | 0,04 | – | ||
| Ацетон | 0,2 | 0,04 | – | ||
| Аэрозоль ванадия пентаоксида | 0,1 | – | 0,002 | – | |
| Аэрозоль свинца | 0,01 | – | 0,002 | – |
продолжение таблицы 1
| Вещество | В воздухе рабочей зоны | В воздухе населенных пунктов | Класс опасности | Особенности воздействия | |
| Максимальная разовая ≤30 мин | Среднесуточная; воздействие >30 мин | ||||
| Бензол | 1,5 | 0,1 | К | ||
| Винилацетат | 0,15 | 0,15 | – | ||
| Вольфрам | – | 0,1 | Ф | ||
| Вольфрамовый ангидрид | – | 0,15 | Ф | ||
| Гексан | – | – | |||
| Дихлорэтан | – | ||||
| Древесная пыль | – | – | – | ||
| Кремния диоксид | 0,15 | 0,06 | Ф | ||
| Ксилол | 0,2 | 0,2 | Ф | ||
| Метанол | 0,5 | – | |||
| Озон | 0,1 | 0,16 | 0,03 | О | |
| Полипропилен | – | ||||
| Ртуть | 0,01/0,005 | – | 0,0003 | – | |
| Серная кислота | 0,3 | 0,1 | – | ||
| Сернистый ангидрид | 0,5 | 0,05 | – | ||
| Сода кальцинированная | – | – | – | ||
| Соляная кислота | – | – | – | ||
| Толуол | 0,6 | 0,6 | – | ||
| Углерода оксид | Ф | ||||
| Фенол | 0,3 | 0,01 | 0,003 | – | |
| Формальдегид | 0,5 | 0,035 | 0,003 | О, А | |
| Хлор | 0,1 | 0,03 | О | ||
| Хрома оксид | – | – | А | ||
| Хрома триоксид | 0,01 | 0,0015 | 0,0015 | К, А | |
| Цементная пыль | – | – | Ф | ||
| Этилендиамин | 0,001 | 0,001 | – | ||
| Этанол | – |
Примечание. А – вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях; К – канцерогены; О – вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе; Ф – аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.
1. РАСЧЁТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА
ПРИ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Общие сведения
Вентиляция – это организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязнённого вредными примесями (газами, парами, пылью), и подачу в него свежего воздуха.
По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязнённого воздуха, системы вентиляции подразделяют на естественную, механическую и смешанную. По назначению вентиляция может быть обще обменной и местной.
Методика расчёта
При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливают по ГОСТ 12.1005–88.
1.2.1. Расход приточного воздуха, м3/ч,необходимый для отвода избыточной теплоты:
(1)
где 
– избыточное количество теплоты, кДж/ч; c – теплоёмкость воздуха, Дж/(кг·К); с = 1,2 Дж/(кг·К); r – плотность воздуха, кг/м3; t уд – температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, °С; t пр – температура приточного воздуха, °С.
Расчётное значение температуры приточного воздуха зависит от географического расположения предприятия; для Республики Крым её принимают равной 23 °С.
Температуру воздуха в рабочей зоне принимают на 3…5 °С выше расчётной температуры наружного воздуха.
Плотность воздуха, кг/м3, поступающего в помещение примем 1,225 кг/м3
Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу:
| (3) |
где 
теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДж/ч; 
теплота, расходуемая (теряемая) стенами здания и уходящая с нагретыми материалами, кДж/ч.
К основным источникам тепловыделений в производственных помещениях относятся:
а) горячие поверхности оборудования (печи, сушильные камеры, трубопроводы и др.);
б) оборудование с приводом от электродвигателей;
в) солнечная радиация;
г) персонал, работающий в помещении;
д) различные остывающие массы (металл, вода и др.).
В задании даны следующие приборы, выделяющие тепло: паяльники, ИК-паяльные станции, конвекционные паяльные станции. Примем, что мощность одного паяльника равна 60 Вт, мощность ИК-паяльной станции – 1500 Вт, паяльной станции конвекционного типа – 700 Вт.
Формула перевода электрической мощности в Джоули энергии: Q=P*t, Дж. Время принимается в секундах.
Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в тёплый период года незначительный (3…5 °С), то при расчёте воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. Некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни тёплого периода года.
С учётом изложенного формула (3) принимает следующий вид:
 = 
| (4) |
Теплота, выделяемая работающим персоналом,
 = n 
| (7) |
где n – число работающих, чел.; К р – теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч (принимается равной при лёгкой работе 300 кДж/ч; при работе средней тяжести 400 кДж/ч; при тяжёлой работе 500 кДж/ч).
2.2.2. Расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах,
| (8) |
где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч; g уд – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, которая не должна превышать предельно допустимую, мг/м3 (см. табл. 1), т. е. g уд £ g ПДК; g пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3;
Согласно таблицы 1, наиболее вредным веществом, выделяемым при пайке является аэрозоль свинца. ПДК свинца наименьшая из продуктов пайки, значит, удалив или разбавив аэрозоль свинца до безопасных значений, другие вредные вещества будут иметь уровень значительно ниже ПДК.
ПДК аэрозоля свинца в производственных помещениях 0,01 мг/м3, концентрацию свинца в приточном воздухе с улицы можно рассчитать с помощью формулы ниже, или принять его усредненным по стране: 0,01-0,05 мкг/м3
Примем, что один паяльник распыляет 0,6 мг/ч, ИК паяльная станция – 6 мг/ч, конвекционная паяльная станция 3 мг/ч
 
| (9) |
1.2.3. Определение потребного воздухообмена.Для определения потребного воздухообмена L необходимо сравнить величины L 1и L 2, рассчитанные по формулам (1) и (8), и выбрать наибольшую из них.
1.2.4. Кратность воздухообмена, 1/ч,
| (10) |
где L – потребный воздухообмен, м3/ч; V с – внутренний свободный объём помещения, м3.
Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 (большие значения для помещений со значительными выделениями теплоты, вредных веществ или небольших по объёму).
Для приборостроительных цехов рекомендуемая кратность воздухообмена составляет 1…3, для литейных, кузнечно-прессовых, термических цехов, химических производств – 3…10.
В результате расчетов необходимо определить потребный воздухообмен, кратность воздухообмена
1.3 Задание по вариантам
| № п/п | Техническое задание | ||||
| Количество рабочих | Количество паяльников | Количество ИК -паяльных станций | Количество конвекционных паяльных станций | Свободный объем помещения: м3 | |
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | - | ||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | |||||
| - | - | ||||
| - |
Пример расчета потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции
Вариант № Х
| № п/п | Техническое задание | ||||
| Количество рабочих | Количество паяльников | Количество ИК -паяльных станций | Количество конвекционных паяльных станций | Свободный объем помещения: м3 | |
| Х | - |
Для определения расхода приточного воздуха воспользуемся формулой:
где 
– избыточное количество теплоты, кДж/ч;
c – теплоёмкость воздуха, Дж/(кг·К); с = 1,225 кг/м3
с = 1,2 Дж/(кг·К); r – плотность воздуха, кг/м3;
t уд – температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, °С;
примем t уд = 28,5 °С;
t пр – температура приточного воздуха, °С.
Примем t пр = 23 °С;
Рассчитаем
= 
Qпр - тепловая мощность, выделяемая нагревательными приборами и людьми в кДж.
Рассчитаем мощность в кДж.
Согласно варианту электрическая мощность паяльника 60 Вт, ИК паяльной станции 1500 Вт.
Формула перевода электрической мощности в Джоули энергии: Q=P*t, Дж. Время принимается в секундах.
Qпр паяльника = 60×3600 = 216 000 Дж = 216 кДж
Qпр ИК паяльной станции = 1500×3600 = 5 400 000 Дж = 5 400 кДж
Теплота, выделяемая человеком при слабой нагрузке = 300 кДж, т.к. сотрудника два = Qпр сотрудников = 600 кДж
Qизб = Qпаяльника + QИК-паяльной станции + Qсотрудников, кДж
Qизб = 216 + 5 400 + 600 = 6 216 кДж
Рассчитаем L1
L1 = 663,3 м3/ч
Рассчитаем расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах.
где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч; g уд – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, которая не должна превышать предельно допустимую, мг/м3 (см. табл. 1), т. е. g уд £ g ПДК; g пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3;
ПДК аэрозоля свинца в производственных помещениях 0,01 мг/м3, концентрацию свинца в приточном воздухе с улицы примем средним по стране – 0,05 мкг/м3
Рассчитаем G,
G = G`паяльника + G`паяльной станции ИК, мг/м3
Согласно задания, паяльник распыляет 0,6 мг/ч, ИК паяльная станция – 6 мг/ч,
G = 0,6 + 6 = 6,6 мг/м3
м3/ч
3. Сравним полученные результаты L1 и L2 и выберем наибольшее значение.
Значение L1 выше, примем за расчёт её.
4. Рассчитаем кратность воздухообмена, l /ч
K=L/Vc
Согласно варианта, свободный объём помещения равен 200 м3 , тогда
K = 768,8/200 = 3,84 ~ 4.
Кратность воздухообмена помещений обычно составляет 4 раза, что соответствует рекомендованной кратности приборостроительных цехов
Задание выполнено полностью.